Мощность в физике — обозначение, формулы и примеры

Вопросы и ответы

Что такое ватт

Тематической направленностью данной публикации является электричество. Однако ватт является универсальной единицей. Механическая и тепловая энергия также измеряются в соответствующих единицах. Эти правила утверждены на уровне международной стандартизации системой СИ.

История появления

Термоусадочная трубка

На протяжении тысячелетий человечество использовало конные повозки для выполнения тяжелых работ. В конце 19 века, например, общественный транспорт в Соединенных Штатах был основан на этой традиционной технологии. Общая протяженность железных дорог соответствующего назначения составила около 8,9 тыс км.

Именно в этот период активно внедрялись новые источники энергии: паровые и электрические машины. В то же время возникла потребность в более точном измерении мощности. Новый энергоблок был определен в рамках научного конгресса (Великобритания, 1882 г.).

После этого долгое время использовалось альтернативное обозначение — лошадиные силы (л.с.). Только в 1960 году Ватт (ватт) был официально принят в качестве международного стандарта одновременно с другими единицами в системе СИ. Аббревиатура Ватта — В.

Кто придумал использовать ватты

Специфическое название эта единица измерения получила по имени шотландского изобретателя Д. Уатта. Именно он впервые предложил использовать нормированное значение мощности — лошадиную силу. Такой подход стал основой для нормирования этого важнейшего параметра, основной оценки энергетического потенциала силовых агрегатов.

К вашему сведению. Одна лошадиная сила соответствует мощности, необходимой для подъема предмета массой 75 кг на высоту 1 метр в секунду (≈734 Вт).

Подробнее о соотношении значений

Ватты являются производными единицами. Это означает, что значения выражаются с использованием основных системных единиц. Ватт – это мощность одного джоуля в секунду. Итак, сила выглядит так:

Кроме того, ватты могут быть выражены в джоулях и ньютонах.

Люди используют префиксы, чтобы указать, что значение кратно исходному значению в десять раз. Кило — распространенная приставка, в переводе с греческого означает 1000.

При использовании этого префикса показатель умножается на десять.

Киловатты обозначают мощность многих электроприборов, которыми мы пользуемся каждый день.

К ним относятся пылесосы, микроволновые печи и многие другие устройства. Двигатели в автомобилях также рассчитываются по этому значению, хотя это значение в автомобилях также может быть представлено в лошадиных силах.

Но мощность в лошадиных силах находится вне системы и используется с тех пор, как мощность автомобиля рассчитывалась на основе количества лошадей, с которыми он мог справиться. Значение KW довольно легко перевести в них:

Как можно понять из вышесказанного, 1 кВт эквивалентен одной тысяче ватт. По сравнению с первой формулой (1) вторая будет выглядеть так:

Чтобы перевести ватты в кВт, нужно умножить значение ватт в десять раз.

Чтобы из кВт получить ватты, нужно соответственно произвести обратную операцию и разделить значение кВт на десять в минус третьей степени.

Как они обозначаются

Ватт — это ватт или вольт, некоторые затрудняются ответить. Обозначение W было замечено еще в прошлом веке в Великобритании. Название меры было дано в честь известного ученого, идеолога промышленной революции Джеймса Уатта, который был также создателем первой паровой машины.

Он потратил много лет на изучение этого показателя и использовал для его измерения лошадиные силы.

Вольт — это устройство, названное в честь великого физика Алессандро Вольта. Вольт определяется как разность напряжений или потенциалов на концах проводника, а также между проводящими частями цепи.

Обозначение величин:

  • Вт — Вт
  • В — вольт.

Это общепринятая аббревиатура (аббревиатура) в международной системе.

Какая разница между Вт и В (В и А)

В чем разница между вольтом и ампером: вольт это единица напряжения, а ватт это мощность. В — разность электрических потенциалов, создаваемая на проводе при распространении тока силой 1 А на единицу силы, т е напряжение. Определение напряжения состоит в том, что это потенциал электричества между различными точками.

Наряду с этим его используют для обозначения разницы потенциальной энергии электрического заряда между точками. Источником энергии является напряжение, которое представляет использованную или потерянную энергию.

О мощности

Обратите внимание на следующее! Напряжение гипотетически аналогично давлению, которое создается в цепи и выталкивает электроны.

Обе дороги должны быть обеспечены токоподводом. Это свойство считается полной энергией для перемещения заряда. Определение напряжения основано на том, что отрицательные заряды притягиваются к большим скоростям, а положительные — к низким.

W — скорость работы. Скорость поддерживается на уровне 1 метр в секунду против постоянной противодействующей силы в 1 Ньютон. Если рассматривать с точки зрения электромагнетизма, единицей является скорость работы, когда 1 ампер проходит через разность потенциалов 1В. Ватт — это мера мощности.

Мощность

Мощность – это поток энергии, с которым потребляется энергия. Бывает, что в описании агрегата вместо кВт встречается — кВА. Чтобы определить это значение, нужно знать, что измеряется в кВА.

Никакая энергия не используется для завершения работы, а наоборот:

  • Одна из фракций становится активной, то есть выполняет работу или трансформируется в другую форму.
  • Другая фракция является реактивной. Энергия направляется в электромагнитное поле.

Обратите внимание на следующее! Эти значения разные, несмотря на одинаковую пропорциональность. Во избежание путаницы показатель измеряется не в ваттах, а в вольт-амперах.

Рассмотрим на примерах

В жизни довольно часто встречается перевод киловатт в ватты и наоборот. Давайте рассмотрим несколько примеров, где такие расчеты могут быть полезны.

  1. Электродвигатель имеет мощность 1,5 кВт. Нужно понимать, какая мощность двигателя будет в ваттах. Умножьте киловатты на тысячу. Мы получили:
  2. Таблицы значений содержат номинальный режим механической мощности, равный девятистам ваттам. В киловаттах получаем следующее:

Мы постоянно сталкиваемся с киловаттами в нашей жизни.

Когда вы платите за электроэнергию, например, часто измеряется в киловаттах за час использования энергии. Это показывает, сколько энергии объект использует за один час работы. При этом мощность устройства часто исчисляется в ваттах.

Если мы хотим узнать, сколько 500 ватт используется в час, мы должны сделать следующий расчет:

Какое напряжение измеряется в вольтах и ваттах

Напряжение в ваттах или вольтах измеряется по индивидуальным критериям. Измерения напряжения проводят в вольтах, и на чертежах оно обозначается буквой В. Напряжение измеряется прибором — вольтметром. Новейшие устройства могут быть:

  • Аналог.
  • Цифровой.

Первые более точные.

Вольтметры встраиваются в портативные устройства и этим инструментом пользуются электрики. Аналоговые устройства устанавливаются на электрические щиты: распределительные щиты и генераторы. Новейшее оборудование поставляется в комплекте с цифровыми счетчиками.

Значение напряжения в соответствии с международными стандартами устанавливается:

  • Киловольт — кВ.
  • Милливольт — мВ.
  • Вольт В.
  • Мегавольт — МВ.
  • Микровольт — микровольт.

Важно! Ватты (киловатт) измеряют мощность. Эта величина прямо пропорциональна напряжению, а также величине тока. Основное отличие заключается в обозначении установленных показателей, согласно системе измерения.

Определение мощности

Допустим, нам нужно собрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Конечно, пока один человек обрабатывает 1 га земли, молотилка успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой заключается именно в том, что называется силой. Отсюда и первое определение.

Мощность в физике — это количество работы, совершаемой в единицу времени.

Рассмотрим другой пример: между пунктом А и пунктом В расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Очевидно, что они будут выполнять один и тот же объем работы в разное время. Что показывает мощность в этом случае? Как быстро или как быстро выполняется некоторая работа.

В электромеханике эта величина имеет другое определение.

Мощность — скалярная физическая величина, характеризующая мгновенную скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения и потребления энергии.

Помните, что скалярные величины — это те, значение которых выражается только числом (без направляющего вектора).

Мощность человека в зависимости от деятельности

Какая-то активность

Мощность, Вт

Спокойная прогулка

60–65

Едет со скоростью 9 км/ч

750

Плавание со скоростью 50 м/мин

850

Футбольный матч

930

Читайте также: 12 лучших автомобильных аккумуляторов

Как обозначается мощность: единицы измерения

В таблице выше вы видели обозначение в ваттах, а когда читали инструкции к бытовой технике, то видели, что среди характеристик устройства обязательно указывается количество ватт. Это единица измерения механической силы, используемая в международной системе СИ. Маркируется буквой W или W.

Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта, изобретателя паровой машины. Он стал одним из основоположников английской промышленной революции.

В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж/1с.

Это означает, что 1 ватт — это мощность, необходимая для выполнения работы в 1 джоуль за 1 секунду.

Какие единицы используются для измерения мощности? Астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобильной промышленности до сих пор говорят о лошадиных силах.

Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил исследования, владелец откачивал воду для производства с помощью лошадей. А Уатт установил, что 1 лошадь поднимает около 75 кг воды в секунду на высоту 1 метр. Вот как выглядело измерение в лошадиных силах. Правда, такой термин для мощности в физике сегодня считается устаревшим.

Лошадиная сила — это сила, необходимая для того, чтобы поднять груз массой 75 кг за 1 секунду, умноженный на 1 метр.

Все формулы мощности

Зная определения, легко разобраться в формулах силы, используемых в разных разделах физики — в механике и электротехнике.

В механике

Механическая сила (Н) равна отношению работы ко времени ее совершения.

Основная формула:

N = A/t, где A — работа, t — время, необходимое для ее выполнения.

Если вспомнить, что работа есть произведение модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между ними, то получим формулу измерения работы.

Формула измерения механической работы

Если направления модуля приложенной силы и модуля смещения объекта совпадают, то угол будет равен 0 градусов, а его косинус равен 1. В этом случае формулу можно упростить:

А=Ф×С

Мы используем эту формулу для расчета мощности:

N = А / т = F × S / т = F × V

В последнем выражении исходим из того, что скорость (V) равна отношению между движением объекта и временем, когда это движение произошло.

Формула мощности

В электротехнике

В общем, электрическая мощность (P) указывает на скорость передачи энергии. Он равен произведению напряжения в этой части цепи на величину тока, проходящего через эту часть.

P = I × U, где I — ток, U — напряжение.

В электротехнике есть несколько видов мощности: активная, реактивная, полная, пиковая и т д. Но это тема для отдельного материала, сейчас потренируемся решать задачи, исходя из общего представления об этой величине. Давайте посмотрим, как найти силу, используя приведенные выше физические формулы.

Задача 1

Предположим, человек поднимает из колодца ведро с водой, используя силу 60 Н. Глубина колодца 10 м, а время, необходимое для его подъема, составляет 30 секунд. Какова будет сила человека в этом случае?

Решение:

Найдем сначала количество работы, используя тот факт, что известно расстояние перемещения (глубина скважины 10 м) и приложенная сила 60 Н.

A = F × S = 60 Н × 10 м = 600 Дж

Когда стоимость работы и времени известна, нетрудно найти мощность:

N = A / t = 600 Дж / 30 сек = 20 Вт

Ответ: мощность человека, когда он поднимает ведро, составляет 20 Вт.

Задача 2

В комнате есть лампа мощностью 100 Вт. Напряжение домашней электросети 220 В. Какой ток проходит через эту лампу?

Решение:

Мы знаем, что P = 100 Вт и U = 220 В.

Поскольку P = I × U, следовательно, I = P/U.

I = 100/220 = 0,45 А.

Ответ: Через лампу пройдет ток силой 0,45 А.

Формула взаимосвязи между мощностью, напряжением и силой тока

Кратко рассматривая свойства всех этих величин, получаем такую ​​формулу.

Выглядит это так: P = U x I. В нем P — мощность (ватты), U — напряжение (вольты), I — ток (амперы).

При необходимости эту формулу можно смоделировать, если ток уже известен, но нужно найти ток (I = P/U) или напряжение (U = P/I).

При современном развитии техники, чтобы узнать, сколько ватт содержится в определенном количестве ампер, можно просто найти в интернете специализированную программу расчета мощности и ввести в нее имеющиеся данные. Сделать это несложно, в строке любого поисковика нужно найти фразу «калькулятор перевода ватт в ампер», и система выдаст адреса нужных сайтов.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector